Question

【題目】某化學(xué)興趣小組利用銅跟濃硫酸反應(yīng)，探究SO2的部分性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

(1)裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。

(2)裝置B的作用是貯存多余的氣體，B中廣口瓶內(nèi)應(yīng)盛放的液體是________(填序號)；

①水 ②飽和的NaHSO3溶液 ③NaOH溶液 ④酸性KMnO4

(3)裝置C和D中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同。C中是由于SO2與溶液中的NaOH反應(yīng)使堿性減弱，而D中則是由于SO2具有____________性。

(4)裝置D中試管口塞一團(tuán)棉花，棉花中應(yīng)浸有一種液體，其作用是____________。

(5)若實(shí)驗(yàn)中用一定質(zhì)量的銅片和25.0 mL 18.0 mol·L－1的濃硫酸在加熱條件充分反應(yīng)，最終銅片與硫酸均有剩余。假定反應(yīng)前后溶液的體積不變，設(shè)剩余硫酸的濃度為d mol·L－1，現(xiàn)向反應(yīng)后溶液中緩慢加入硝酸鉀固體，充分?jǐn)嚢柚钡绞Ｓ嚆~片恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)消耗硝酸鉀____________mol(用含d的代數(shù)式表示)。

(6)SO2氣體為無色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，是大氣主要污染物之一，具有一定的還原性，探究SO2氣體還原Fe3＋、I2可以使用的藥品和裝置如圖所示：

在上述裝置中通入過量的SO2，為了驗(yàn)證A中SO2與Fe3+發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，取A中的溶液，分成兩份，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

方案①：往第一份試液中加入少量酸性KMnO4溶液，紫紅色褪去。

方案②：往第二份試液中加入KSCN溶液，不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。

上述方案不合理的是_________，(填①或②)不合理的原因是____________。

(7)在上述裝置中能表明SO2的還原性強(qiáng)于I2的現(xiàn)象是____________。

Answer 1

【答案】Cu+2H2SO4(濃) △ CuSO4+SO2↑+2H2O ② 漂白(或漂白性) 吸收多余的SO2防止污染環(huán)境 d/80 (或0.0125d 、1.25×10-2d等 ) ① 過量的SO2能與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，使紫色褪去(或亞硫酸與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，使紫色褪去) B中溶液藍(lán)色褪去

【解析】

濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，在加熱條件下與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，反應(yīng)生成的SO2具有酸性和還原性，可用排飽和NaHSO3溶液收集，具有漂白性，可使品紅溶液褪色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度不斷降低，稀硫酸與銅不反應(yīng)，結(jié)合題目要求和相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)解答該題。

(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，在加熱條件下與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O；

(2)SO2易溶于水，具有酸性和還原性，可與酸性KMnO4、Na2SO3溶液反應(yīng)，難溶于水飽和的NaHSO3溶液，可用排飽和NaHSO3溶液收集，故答案為②；

(3)SO2溶液具有酸性，可與NaOH溶液反應(yīng)，發(fā)生：SO2+2OH-=SO32-+H2O，則滴加酚酞的氫氧化鈉溶液褪色，具有漂白性，可使品紅溶液褪色；

(4)二氧化硫有毒，不能排放到空氣中，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則棉花上可浸有氫氧化鈉溶液，防止污染空氣；

(5)濃H2SO4與銅反應(yīng)的過程中，濃度會變稀，而稀硫酸不與銅反應(yīng)，所以會有剩余，加入硝酸鉀后，硝酸根離子在氫離子存在情況下有強(qiáng)氧化性，能與銅反應(yīng)，剩余硫酸濃度為dmol/L，則硫酸物質(zhì)的量=0.025L×dmol/L=0.025dmol，由離子反應(yīng)：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知反應(yīng)消耗硝酸鉀的物質(zhì)的量為0.025mol×2=0.0125dmol；

(6)二氧化硫有還原性，高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，二氧化硫能與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)使高錳酸鉀溶液褪色，Fe2+也使高錳酸鉀溶液褪色，故答案為方案①，不合理的原因是過量的SO2也能使KMnO4溶液褪色；

(7)I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色，說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，碘是氧化劑，二氧化硫是還原劑，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，故能表明SO2的還原性強(qiáng)于I2的現(xiàn)象是裝置B中溶液藍(lán)色褪去。